Номер 4, страница 218 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 46. Серебро. Глава 4. Металлы побочных подгрупп - номер 4, страница 218.

Условие.

4. При обработке 90,8 г серебряно-цинкового сплава избытком соляной кислоты выделилось 8,96 л водорода (н. у.). Определите состав сплава в процентах по массе.

Решение.

Решение 2.

Дано:

$m_{сплава} = 90,8 \text{ г}$

$V(H_2) = 8,96 \text{ л}$ (н. у.)

Найти:

$\omega(Ag) - ?$

$\omega(Zn) - ?$

Решение:

Серебряно-цинковый сплав состоит из серебра (Ag) и цинка (Zn). При обработке сплава избытком соляной кислоты (HCl) в реакцию вступает только цинк, так как серебро является металлом, стоящим в ряду электрохимической активности металлов после водорода, и не вытесняет его из кислот (кроме концентрированных кислот-окислителей).

Уравнение реакции для цинка:

$Zn + 2HCl \rightarrow ZnCl_2 + H_2 \uparrow$

Серебро не реагирует:

$Ag + HCl \rightarrow \text{реакция не идет}$

Таким образом, весь выделившийся водород образовался в результате реакции цинка. Найдем количество вещества водорода ($n(H_2)$), используя его объем, данный при нормальных условиях (н. у.). Молярный объем газа при н. у. составляет $V_m = 22,4 \text{ л/моль}$.

$n(H_2) = \frac{V(H_2)}{V_m} = \frac{8,96 \text{ л}}{22,4 \text{ л/моль}} = 0,4 \text{ моль}$

Согласно стехиометрическим коэффициентам в уравнении реакции, количество вещества прореагировавшего цинка равно количеству вещества выделившегося водорода:

$n(Zn) = n(H_2) = 0,4 \text{ моль}$

Далее вычислим массу цинка в сплаве. Молярная масса цинка $M(Zn) \approx 65 \text{ г/моль}$.

$m(Zn) = n(Zn) \cdot M(Zn) = 0,4 \text{ моль} \cdot 65 \text{ г/моль} = 26 \text{ г}$

Зная общую массу сплава и массу цинка, можем найти массу серебра в сплаве:

$m(Ag) = m_{сплава} - m(Zn) = 90,8 \text{ г} - 26 \text{ г} = 64,8 \text{ г}$

Наконец, определим состав сплава в процентах по массе (массовые доли).

Массовая доля цинка ($\omega(Zn)$):

$\omega(Zn) = \frac{m(Zn)}{m_{сплава}} \cdot 100\% = \frac{26 \text{ г}}{90,8 \text{ г}} \cdot 100\% \approx 28,6\%$

Массовая доля серебра ($\omega(Ag)$):

$\omega(Ag) = \frac{m(Ag)}{m_{сплава}} \cdot 100\% = \frac{64,8 \text{ г}}{90,8 \text{ г}} \cdot 100\% \approx 71,4\%$

Проверка: $28,6\% + 71,4\% = 100\%$.

Ответ: массовая доля цинка в сплаве составляет 28,6%, массовая доля серебра – 71,4%.